Chapter2水和废水监测 教学目的 ①认识水资源和水质污染、水质监测对象和目的、监测项目 ②掌握水质监测方案的制定、水污染监测方案的制定 ③掌握水样的采集和保存基本方法 ④水样的预处理 ⑤物理性质的检验 ⑥金属化合物的测定 ⑦非金属无机物的测定 ⑧有机化合物的测定; ⑨水质污染生物监测 ⑩0底质监测及活性污泥性质的监测 教学重点 ①掌握水质监测方案的制定、水污染监测方案的制定; ②掌握水样的采集和保存基本方法; ③水样的预处理及分析方法 ④汞、镉、铅、铬金属化合物的测定; ⑤DO值、含氮化合物的测定 ⑥COD、高锰酸钾指数的测定 教学方法 课内安排10个学时,习题课与讨论1个学时 必读教材和参考书页码 教材:37-41:42-59:67-81:;83-85;89-97;101-108:109-140;多媒体课件:
1 Chapter2 水和废水监测 教学目的 ① 认识水资源和水质污染、水质监测对象和目的、监测项目； ② 掌握水质监测方案的制定、 水污染监测方案的制定； ③ 掌握水样的采集和保存基本方法； ④ 水样的预处理； ⑤ 物理性质的检验； ⑥ 金属化合物的测定； ⑦ 非金属无机物的测定； ⑧ 有机化合物的测定； ⑨ 水质污染生物监测； ⑩ 底质监测及活性污泥性质的监测； 教学重点 ①掌握水质监测方案的制定、 水污染监测方案的制定； ②掌握水样的采集和保存基本方法； ③水样的预处理及分析方法； ④ 汞、镉、铅、铬金属化合物的测定； ⑤ DO 值、含氮化合物的测定； ⑥ COD、高锰酸钾指数的测定 教学方法 课内安排 10 个学时，习题课与讨论 1 个学时。 必读教材和参考书页码 教材：37-41；42-59；67-81；83-85；89-97；101-108；109-140； 多媒体课件：
讲授提纲 2.1水质污染与监测 211水资源及其水质污染 211.1水和水体 水是人类维系生命的基本物质,是工农业生产和城市发展不可缺少的重要资源,是人类 环境的重要组成部分 水体是河流、湖泊、沼泽、冰川、海洋及地下水的总称。从自然地理的角度看,水体是 指地表被水覆盖的自然综合体。 2112水体污染 当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力,就会导致水体的物理、化学及生物 特性的改变和水质的恶化,从而影响水的有效利用,危害人类健康,这种现象称为水体污染。 按排放形式不同:点污染源、面污染源 根据污染物质及其形成污染的性质:化学性污染、物理性污染、生物性污染 212水质监测的对象和目的 水质监测的目的 1)对地表水体的污染物质及渗透到地下水中的污染物质进行经常性的监测,以掌握水 质现状及其发展规律 (2)对排放的各类废水进行监视性监测,为污染源管理和排污收费提供依据。 (3)对水环境污染事故进行应急监测,为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。 (4)为国家政府部门制定环境保护法规、标准和规划,全面开展环境保护管理工作提供 有关数据和资料 (5)为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段。 213监测项目 由于各种条件的限制,不可能也没必要对各监测项目一一监测,应根据实际情况,选择 那些排放量大、危害严重、影响范围广、有可靠的分析方法保证获得准确的数据,并能对数 据作出解释和判断的项目。根据该原则,我国环境监测总站提出了68种水环境优先监测污 染物“黑名单”。 我国《环境监测技术规范》分别规定的监测项目如下 生活污水:化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细 菌总数、大肠菌群等 医院污水:pH、色度、浊度、悬浮物、余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细 菌总数、大肠菌群等。 地表水监测项目 工业废水监测项目 214水质监测分析方法 选择分析方法应遵循的原则:灵敏度能满足定量要求:方法成熟、准确:操作简单,易 于普及;抗干扰能力好 根据上述原则,为使监测数据具有可比性,各国在大量实践的基础上,对各类水体中的 不同污染物质都编制了相应的分析方法。 水质监测分析方法体系 (1)国家标准分析方法 比较经典、准确度较高的方法,是环境污染纠纷法定的仲裁方法,也是用于评价其他分 2
2 讲授提纲 2.1 水质污染与监测 2.1.1 水资源及其水质污染 2.1.1.1 水和水体 水是人类维系生命的基本物质，是工农业生产和城市发展不可缺少的重要资源，是人类 环境的重要组成部分。 水体是河流、湖泊、沼泽、冰川、海洋及地下水的总称。从自然地理的角度看，水体是 指地表被水覆盖的自然综合体。 2.1.1.2 水体污染 当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力，就会导致水体的物理、化学及生物 特性的改变和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人类健康，这种现象称为水体污染。 按排放形式不同：点污染源、面污染源 根据污染物质及其形成污染的性质：化学性污染、物理性污染、生物性污染 2.1.2 水质监测的对象和目的 水质监测的目的 （1）对地表水体的污染物质及渗透到地下水中的污染物质进行经常性的监测，以掌握水 质现状及其发展规律。 （2）对排放的各类废水进行监视性监测，为污染源管理和排污收费提供依据。 （3）对水环境污染事故进行应急监测，为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。 （4）为国家政府部门制定环境保护法规、标准和规划，全面开展环境保护管理工作提供 有关数据和资料。 （5）为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段。 2.1.3 监测项目 由于各种条件的限制，不可能也没必要对各监测项目一一监测，应根据实际情况，选择 那些排放量大、危害严重、影响范围广、有可靠的分析方法保证获得准确的数据，并能对数 据作出解释和判断的项目。根据该原则，我国环境监测总站提出了 68 种水环境优先监测污 染物“黑名单”。 我国《环境监测技术规范》分别规定的监测项目如下： 生活污水：化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细 菌总数、大肠菌群等。 医院污水：pH、色度、浊度、悬浮物、余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细 菌总数、大肠菌群等。 地表水监测项目 工业废水监测项目 2.1.4 水质监测分析方法 选择分析方法应遵循的原则：灵敏度能满足定量要求；方法成熟、准确；操作简单，易 于普及；抗干扰能力好。 根据上述原则，为使监测数据具有可比性，各国在大量实践的基础上，对各类水体中的 不同污染物质都编制了相应的分析方法。 水质监测分析方法体系 （1）国家标准分析方法 比较经典、准确度较高的方法，是环境污染纠纷法定的仲裁方法，也是用于评价其他分
析方法的基准方法 (2)统一分析方法 些项目的监测方法尚不够成熟,但这些项目又急需测定,经过研究作为统一方法予以 推广,在使用中积累经验,不断完善,为上升为国家标准方法创造条件 (3)等效方法 与前两类方法灵敏度、准确度具有可比性的分析方法称为等效方法。采用新技术,有条 件的先用,以推动监测技术进步。但是,新方法必须经过方法验证和对比实验,证明其与标 准方法或统一方法是等效的才能使用。 22水质监测方案的制定 监测方案的内容如下: (1)明确地、具体地规定监测目的 (2)确定监测介质和监测项目,以此选择分析方法,前后统一,使监测数据具有可比性 (3)规定采样地点、方法、时间和频次,并具体责任到人 (4)明确排放特点、自然环境条件、居民分布情况等,据此确定采样设备、交通工具及运 行路线 (5)对监测结果尽可能提出定量要求,如监测项目结果的表示方法、有效数字的位数及可 疑数据的取舍等 按照不同水体的水质监测方案的制订 地面水质监测方案的制订 流过或汇集在地球表面上的水,如海洋、河流、湖泊、水库、沟渠中的水,统称为地表 水 (1)基础资料收集 ①水体的水文、气候、地质、地貌特征 ②水体沿岸城市分布和工业布局、污染源分布与排污情况、城市的给排水情况等: ③水体沿岸的资源现状,特别是植被破坏和水土流失情况 ④水资源的用途、饮用水源分布和重点水源保护区; ⑤实地勘察现场的交通情况、河宽、河床结构、岸边标志等。对于湖泊,还需了解生物、沉 积物特点,间温层分布、容积、平均深度、等深线和水更新时间等 ⑥收集原有的水质分析资料或在需要设置断面的河段上设若干调查断面进行采样分析。 (2)监测断面和采样点的设置 ①监测断面设置原则 a有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游 b.湖泊、水库、河口的主要入口和出口; c饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等 功能区 d较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处:入海河流的河口处;受潮汐影响的河段 和严重水土流失区 e.国际河流出入国境线的出入口处 f应尽可能与水文测量断面重合,并要求交通方便,有明显岸边标志 ②河流监测断面的设置 三断面法 对于江、河水系或某一河段,要求设置三种断面: a对照断面、b控制断面、c削减断面
3 析方法的基准方法。 （2）统一分析方法 一些项目的监测方法尚不够成熟，但这些项目又急需测定，经过研究作为统一方法予以 推广，在使用中积累经验，不断完善，为上升为国家标准方法创造条件。 （3）等效方法 与前两类方法灵敏度、准确度具有可比性的分析方法称为等效方法。采用新技术，有条 件的先用，以推动监测技术进步。但是，新方法必须经过方法验证和对比实验，证明其与标 准方法或统一方法是等效的才能使用。 2.2 水质监测方案的制定 监测方案的内容如下： （1）明确地、具体地规定监测目的； （2）确定监测介质和监测项目，以此选择分析方法，前后统一，使监测数据具有可比性； （3）规定采样地点、方法、时间和频次，并具体责任到人； （4）明确排放特点、自然环境条件、居民分布情况等，据此确定采样设备、交通工具及运 行路线； （5）对监测结果尽可能提出定量要求，如监测项目结果的表示方法、有效数字的位数及可 疑数据的取舍等。 按照不同水体的水质监测方案的制订 2.2.1 地面水质监测方案的制订 流过或汇集在地球表面上的水，如海洋、河流、湖泊、水库、沟渠中的水，统称为地表 水。 （1）基础资料收集 ①水体的水文、气候、地质、地貌特征； ②水体沿岸城市分布和工业布局、污染源分布与排污情况、城市的给排水情况等； ③水体沿岸的资源现状，特别是植被破坏和水土流失情况； ④水资源的用途、饮用水源分布和重点水源保护区； ⑤实地勘察现场的交通情况、河宽、河床结构、岸边标志等。对于湖泊，还需了解生物、沉 积物特点，间温层分布、容积、平均深度、等深线和水更新时间等； ⑥收集原有的水质分析资料或在需要设置断面的河段上设若干调查断面进行采样分析。 （2）监测断面和采样点的设置 ①监测断面设置原则 a.有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游； b.湖泊、水库、河口的主要入口和出口； c.饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等 功能区； d.较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处；入海河流的河口处；受潮汐影响的河段 和严重水土流失区； e.国际河流出入国境线的出入口处； f.应尽可能与水文测量断面重合，并要求交通方便，有明显岸边标志。 ② 河流监测断面的设置 三断面法 对于江、河水系或某一河段，要求设置三种断面： a 对照断面、b 控制断面、c 削减断面
对照断面 设置目的:了解流入某一区域(监测段)前的水质状况,提供这一水系区域本底值 设置方法:(位于该区域所有污染源上游处排污口上游100~500m处) a.设在河流进入城市或工业区以前的地方 b.避开各种废水、污水流入或回流处 断面数目:一个河段区域一个对照断面。(有主要支流时可酌情增加。) 控制断面 设置目的:监测污染源对水质影响。 设置方法:(主要排污口下游较充分混合的断面下游)根据主要污染物的迁移、转化规律 河水流量和河道水力学特征确定,在排污口下游500-1000m处。因为在排污口下游500m 横断面上的1/2宽度处重金属浓度一般出现高峰值。对特殊要求的地区,如水产资源区 风景游览区、自然保护区、与水源有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化学异常区 等的河段上也应设置控制断面 断面数目:多个。根据城市的工业布局和排污口分布情况而定 削减断面 设置目的:了解经稀释扩散和自净后,河流水质情况。 设置方法:最后一个排污口下游1500m处。(左中右浓度差较小的断面。小河流视具体情况) 断面数目:1个。 背景断面 ③湖泊、水库监测断面的设置 首先,判断是单一水体还是复杂水体:考虑汇入的河流数量,水体的径流量、季节变化及动 态变化,沿岸污染源分布及污染物扩散与自净规律、生态环境特点等。然后,按照监测断面 的设置原则确定监测断面的位置: a在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面 b.以各功能区为中心,在其辐射线上设置弧形监测断面 c.在湖库中心,深、浅水区,滞流区,不同鱼类的洄游产卵区,水生生物经济区等设置监测 断面 湖、库监测断面设置示意图 ④采样点位的确定 小结:三断面法采样部位的确定 河流上 一选取采样断面 采样断面上 选取采样垂线 采样垂线上 一选取采样点。 (3)采样时间和采样频率的确定 所采水样要具代表性,能反映出水质在时间和空间上的变化规律 般原则: ①对于较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次:采样时间为丰水期、枯水期和 平水期,每期采样两次。流经城市工业区、污染较重的河流、游览水域、饮用水源地全年采 样不少于12次:采样时间为每月一次或视具体情况而定。底泥每年在枯水期采样1次。 ②潮汐河流全年在丰、枯、平水期采样,每期采样两天,分别在大潮期和小潮期进行 每次应采集当天涨、退潮水样分别测定。 ③排污渠每年采样不少于3次。 ④设有专门监测站的湖、库,每月采样1次,全年不少于12次。其他湖泊、水库全年 采样两次,枯、丰水期各一次。有废水排入、污染较重的湖、库,应酌情增加采样次数
4 对照断面 设置目的：了解流入某一区域（监测段）前的水质状况，提供这一水系区域本底值。 设置方法：（位于该区域所有污染源上游处,排污口上游 100～500m 处） a. 设在河流进入城市或工业区以前的地方 b. 避开各种废水、污水流入或回流处 断面数目：一个河段区域一个对照断面。（有主要支流时可酌情增加。） 控制断面 设置目的：监测污染源对水质影响。 设置方法：（主要排污口下游较充分混合的断面下游）根据主要污染物的迁移、转化规律， 河水流量和河道水力学特征确定，在排污口下游 500—1000m 处。因为在排污口下游 500m 横断面上的 1／2 宽度处重金属浓度一般出现高峰值。对特殊要求的地区，如水产资源区、 风景游览区、自然保护区、与水源有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化学异常区 等的河段上也应设置控制断面。 断面数目：多个。根据城市的工业布局和排污口分布情况而定 削减断面 设置目的：了解经稀释扩散和自净后，河流水质情况。 设置方法：最后一个排污口下游 1500m 处。（左中右浓度差较小的断面。小河流视具体情况） 断面数目： 1 个。 背景断面： ③ 湖泊、水库监测断面的设置 首先，判断是单一水体还是复杂水体：考虑汇入的河流数量，水体的径流量、季节变化及动 态变化，沿岸污染源分布及污染物扩散与自净规律、生态环境特点等。然后，按照监测断面 的设置原则确定监测断面的位置： a.在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面； b.以各功能区为中心，在其辐射线上设置弧形监测断面； c.在湖库中心，深、浅水区，滞流区，不同鱼类的洄游产卵区，水生生物经济区等设置监测 断面。 湖、库监测断面设置示意图 ④采样点位的确定 小结：三断面法采样部位的确定 河流上 ——选取采样断面； 采样断面上 ——选取采样垂线； 采样垂线上 ——选取采样点。 （3）采样时间和采样频率的确定 所采水样要具代表性，能反映出水质在时间和空间上的变化规律。 一般原则： ①对于较大水系干流和中、小河流全年采样不少于 6 次；采样时间为丰水期、枯水期和 平水期，每期采样两次。流经城市工业区、污染较重的河流、游览水域、饮用水源地全年采 样不少于 12 次；采样时间为每月一次或视具体情况而定。底泥每年在枯水期采样 1 次。 ②潮汐河流全年在丰、枯、平水期采样，每期采样两天，分别在大潮期和小潮期进行， 每次应采集当天涨、退潮水样分别测定。 ③排污渠每年采样不少于 3 次。 ④设有专门监测站的湖、库，每月采样 1 次，全年不少于 12 次。其他湖泊、水库全年 采样两次，枯、丰水期各一次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数
⑤背景断面每年采样1次 222地下水质监测方案的制订 储存在土壤和岩石空隙中的水,统称为地下水。 (1)地下水的特征 ①流动较慢,水质参数变化慢,一旦污染很难恢复,甚至无法恢复。 ②埋藏深度不同,温度变化规律也不同 ③取出后水质状况容易发生改变 ④由于采水器的吸附或沾污及某些组分的损失,水样的真实性将受到影响 (2)调查研究和收集资料 ①收集和汇总有关监测资料。 ②收集区域内基本气象资料。 ③搞清区域内各含水层和地质阶梯,地下水补给,径流和排泄方向 ④调查城市发展、工业分布、资源开发和土地利用等情况;了解化肥和农药的施用面积和施 用量:查清污水灌溉、排污、纳污和地表水污染现状。 ⑤要对水位及水深进行实际测量 ⑥在完成以上调査硏究的基础上,确定主要污染源和污染物,根据地区特点和地下水的主要 类型,把地下水分成若干个水文地质单元 (3)采样点的设置 ①背景监测点应设在污染区的外围不受或少受污染的地方。 ②监测井(点)的布设 监测井布点时,应考虑环境水文地质条件、地下水开采情况、污染物的分布和扩散形式, 以及区域水化学特征等因素。对于工业区和重点污染源所在地的监测井(点)布设,主要 据污染物在地下水中的扩散形式确定。 一般监测井在液面下03-0.5m处采样,若有间温层或多含水层分布,可按具体情况分层 采样 (4)采样时间和采样频率的确定 ①每年应在丰水期和枯水期分别采样测定;有条件的地方按地区特点分四季采样:已建立长 期观测点的地方可按月采样监测 ②通常每一采样期至少采样监测1次;对饮用水源监测点,要求每一采样期采样监测2次, 其间隔至少10天:对有异常情况的井点,应适当增加采样监测次数。 223水污染源监测方案的制订 (1)采样点的设置 水污染源一般经管道或渠、沟排放,截面积比较小,不需设置断面,而直接确定采样点 ①工业废水 a在车间或车间设备出口处应布点采样测定一类污染物。这些污染物主要包括汞、镉、砷 铅和它们的无机化合物,六价铬的无机化合物,有机氯和强致癌物质等。 b.在工厂总排污口处应布点采样测定二类污染物。这些污染物有:悬浮物、硫化物、挥发酚、 氰化物、有机磷、石油类、酮、锌、氟和它们的无机化合物、硝基苯类、苯胺类。 ②生活污水和医院污水 采样点设在污水总排放口。对污水处理厂,应在进、出口分别设置采样点采样监测 (2)采样时间和频率 车间和工厂废水 1.可在一个生产周期内每隔0.5或Ih采样1次,混合后测定污染物的平均值
5 ⑤背景断面每年采样 1 次。 2.2.2 地下水质监测方案的制订 储存在土壤和岩石空隙中的水，统称为地下水。 （1）地下水的特征 ①流动较慢，水质参数变化慢，一旦污染很难恢复，甚至无法恢复。 ②埋藏深度不同，温度变化规律也不同。 ③取出后水质状况容易发生改变。 ④由于采水器的吸附或沾污及某些组分的损失，水样的真实性将受到影响。 （2）调查研究和收集资料 ①收集和汇总有关监测资料。 ②收集区域内基本气象资料。 ③搞清区域内各含水层和地质阶梯，地下水补给，径流和排泄方向。 ④ 调查城市发展、工业分布、资源开发和土地利用等情况;了解化肥和农药的施用面积和施 用量；查清污水灌溉、排污、纳污和地表水污染现状。 ⑤要对水位及水深进行实际测量。 ⑥在完成以上调查研究的基础上，确定主要污染源和污染物，根据地区特点和地下水的主要 类型，把地下水分成若干个水文地质单元。 （3）采样点的设置 ①背景监测点应设在污染区的外围不受或少受污染的地方。 ②监测井（点）的布设 监测井布点时，应考虑环境水文地质条件、地下水开采情况、污染物的分布和扩散形式， 以及区域水化学特征等因素。对于工业区和重点污染源所在地的监测井（点）布设，主要根 据污染物在地下水中的扩散形式确定。 一般监测井在液面下 0.3－0.5m 处采样，若有间温层或多含水层分布，可按具体情况分层 采样。 （4）采样时间和采样频率的确定 ①每年应在丰水期和枯水期分别采样测定；有条件的地方按地区特点分四季采样；已建立长 期观测点的地方可按月采样监测。 ② 通常每一采样期至少采样监测 1 次；对饮用水源监测点，要求每一采样期采样监测 2 次， 其间隔至少 10 天；对有异常情况的井点，应适当增加采样监测次数。 2.2.3 水污染源监测方案的制订 （1）采样点的设置 水污染源一般经管道或渠、沟排放，截面积比较小，不需设置断面，而直接确定采样点 位。 ①工业废水 a.在车间或车间设备出口处应布点采样测定一类污染物。 这些污染物主要包括汞、镉、砷、 铅和它们的无机化合物，六价铬的无机化合物，有机氯和强致癌物质等。 b.在工厂总排污口处应布点采样测定二类污染物。这些污染物有：悬浮物、硫化物、挥发酚、 氰化物、有机磷、石油类、酮、锌、氟和它们的无机化合物、硝基苯类、苯胺类。 ②生活污水和医院污水 采样点设在污水总排放口。对污水处理厂，应在进、出口分别设置采样点采样监测。 （2）采样时间和频率 车间和工厂废水 1. 可在一个生产周期内每隔 0.5 或 1h 采样 1 次，混合后测定污染物的平均值
2.取3~5个生产周期的废水样监测,可每隔2h取样1次。 3.排污复杂、变化大的废水,时间间隔要短,有时要5-10min采样1次,使用连续自动采 样装置。 4.水质和水量变化稳定或排放规律好的废水,找出污染物在生产周期内的变化规律,采样 频率可降低,如每30天采样测定2次。 城市污水 城市排污管道大多数受纳10个以上工厂排放的废水,由于在管道内废水已经进行了混 合,故在管道出水口,可每隔1h采样1次,连续采集8h,也可连续采集24h,然后 将其混合制成混合水样,测定各污染组分的平均浓度 我国《环境监测技术规范》中对向国家直接报送数据的废水排放源规定: 工业废水每年采样监测2-4次 生活污水每年采样监测2次,春、夏季各1次 -医院污水每年采样监测4次,每季度1次。 23水样的采集和保存 23.1地表水样的采集 2311采样前的准备 (1)容器的准备 高压低密度聚乙烯塑料容器用于测定金属及其他无机物的监测项目,玻璃容器用于测定 有机物和生物等的监测项目 (2)采样器的准备 采样前,选择合适的采样器清洗干净,晾干待用 (3)交通工具的准备 最好有专用的监测船和采样船,若没有,根据气体和气候选用适当吨位的船只。根据交 通条件选用陆上交通工具 2312采样方法和采样器 (1)采样方法 ①船只采样适用于一般河流和水库的采样,但不容易固定采样地点,往往使收据不具有可 比性。 ②桥梁采样安全、可靠、方便,不受天气和洪水的影响,适合于频繁采样,并能在横向和 纵向准确控制采样点位置。 ③涉水采样较浅的小河和靠近岸边浅的采样点可涉水采样,但要避免搅动沉积物而使水样 受污染。 ④索道采样在地形复杂、险要,地处偏僻处的小河流,可架索道采样。 (2)采样器 ①水桶适于采集表层水。 ②单层采水瓶最常用的采样器 ③急流采水器适用于水流湍急的采样点处的采样。 ④双层溶解气体采样瓶测定溶解气体的水样 ⑤其他采样器如塑料手摇泵、电动采水泵等 1、表层水 可用桶、瓶等容器直接采取。 一般将其沉至水面下0.30.5m处采集。 深层水
6 2. 取 3～5 个生产周期的废水样监测，可每隔 2h 取样 1 次。 3. 排污复杂、变化大的废水，时间间隔要短，有时要 5~10min 采样 1 次，使用连续自动采 样装置。 4. 水质和水量变化稳定或排放规律好的废水，找出污染物在生产周期内的变化规律，采样 频率可降低，如每 30 天采样测定 2 次。 城市污水 城市排污管道大多数受纳 10 个以上工厂排放的废水，由于在管道内废水已经进行了混 合，故在管道出水口，可每隔 1 h 采样 1 次，连续采集 8 h，也 可连 续采集 24h，然后 将其混合制成混合水样，测定各污染组分的平均浓度。 我国《环境监测技术规范》中对向国家直接报送数据的废水排放源规定： ——工业废水每年采样监测 2—4 次； ——生活污水每年采样监测 2 次，春、夏季各 1 次; ——医院污水每年采样监测 4 次，每季度 1 次。 2.3 水样的采集和保存 2.3.1 地表水样的采集 2.3.1.1 采样前的准备 （1）容器的准备 高压低密度聚乙烯塑料容器用于测定金属及其他无机物的监测项目，玻璃容器用于测定 有机物和生物等的监测项目。 （2）采样器的准备 采样前，选择合适的采样器清洗干净，晾干待用。 （3）交通工具的准备 最好有专用的监测船和采样船，若没有，根据气体和气候选用适当吨位的船只。根据交 通条件选用陆上交通工具。 2.3.1.2 采样方法和采样器 （1）采样方法 ①船只采样 适用于一般河流和水库的采样，但不容易固定采样地点，往往使收据不具有可 比性。 ②桥梁采样 安全、可靠、方便，不受天气和洪水的影响，适合于频繁采样，并能在横向和 纵向准确控制采样点位置。 ③涉水采样 较浅的小河和靠近岸边浅的采样点可涉水采样，但要避免搅动沉积物而使水样 受污染。 ④索道采样 在地形复杂、险要，地处偏僻处的小河流，可架索道采样。 （2）采样器 ①水桶 适于采集表层水。 ②单层采水瓶 最常用的采样器。 ③急流采水器 适用于水流湍急的采样点处的采样。 ④双层溶解气体采样瓶 测定溶解气体的水样。 ⑤其他采样器 如塑料手摇泵、电动采水泵等。 1、表层水 可用桶、瓶等容器直接采取。 一般将其沉至水面下 0．3—0．5m 处采集。 2、深层水
可使用如右图示的带重锤的采样器。 沉入水中采集。将采样容器沉降至所需深度(可从绳上的标度看出),上提细绳打开瓶塞, 待水样充满容器后提出。 3、水流急的河段,用右图所示的急流采样器。 它是将一根长钢管固定在铁框上,管内装一根橡胶管,其上部用夹子夹紧,下部与瓶塞上 的短玻璃管相连,瓶塞上另有一长玻璃管通至采样瓶底部。采样前塞紧橡胶塞,然后沿船身 垂直伸入要求水深处,打开上部橡胶管夹,水样即沿长玻璃管流入样品瓶中,瓶内空气由短 玻璃管沿橡胶管排出。这样采集的水样也可用于测定水中溶解性气体,因为它是与空气隔绝 的 4、测定溶解气体(如溶解氧) 常用右图所示的双瓶采样器采集。 将采样器沉入要求水深处后,打开上部的橡胶管夹,水样进入小瓶(采样瓶)并将空气驱入大 瓶,从连接大瓶短玻璃管的橡胶管排出,直到大瓶中充满水样,提出水面后迅速密封。 2313水样的类型 (1)瞬时水样 在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。 当水体水质稳定,或其组分在相当长的时间或相当大的空间范围内变化不大时,瞬时水 样具有很好的代表性,当水体组分及含量随时间和空间变化时,就应隔时、多点采集瞬时样 分别进行分析,摸清水质的变化规律。 (2)混合水样 混合水样是指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样,有时称时间混 合水样”,以与其他混合水样相区别 这种水样在观察平均浓度时非常有用,但不适用于被测组分在保存过程中发生明显变化 的水祥 (3)综合水样 综合水样是把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品。 这种水样在某些情况下更具有实际意义。例如,当为几条废水河、渠建立综合处理厂时, 以综合水样取得的水质参数作为设计的依据更为合理 232废水样品的采集 采样方法 (1)浅水采样 可用容器直接采集,或用聚乙烯塑料长把勺采集 (2)深层水采样 可使用专制的深层采水器采集,也可将聚乙烯筒固定在重架上,沉入要求深度采集。 (3)自动采样 采用自动采样器或连续自动定时采样器采集 废水样类型 (1)瞬时废水样 对于生产工艺连续、稳定的工厂,所排放废水中的污染组分及浓度变化不大,瞬时水样 具有较好的代表性 (2)平均废水样 当废水的排放量和污染组分的浓度随时间起伏较大时,需要根据实际情况采集平均混合 水样或平均比例混合水样 233地下水样的采集
7 可使用如右图示的带重锤的采样器。 沉入水中采集。将采样容器沉降至所需深度(可从绳上的标度看出)，上提细绳打开瓶塞， 待水样充满容器后提出。 3、水流急的河段，用右图所示的急流采样器。 它是将一根长钢管固定在铁框上，管内装一根橡胶管，其上部用夹子夹紧，下部与瓶塞上 的短玻璃管相连，瓶塞上另有一长玻璃管通至采样瓶底部。采样前塞紧橡胶塞，然后沿船身 垂直伸入要求水深处，打开上部橡胶管夹，水样即沿长玻璃管流入样品瓶中，瓶内空气由短 玻璃管沿橡胶管排出。这样采集的水样也可用于测定水中溶解性气体，因为它是与空气隔绝 的。 4、测定溶解气体(如溶解氧) 常用右图所示的双瓶采样器采集。 将采样器沉入要求水深处后，打开上部的橡胶管夹，水样进入小瓶(采样瓶)并将空气驱入大 瓶，从连接大瓶短玻璃管的橡胶管排出，直到大瓶中充满水样，提出水面后迅速密封。 2.3.1.3 水样的类型 （1）瞬时水样 在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。 当水体水质稳定，或其组分在相当长的时间或相当大的空间范围内变化不大时，瞬时水 样具有很好的代表性，当水体组分及含量随时间和空间变化时，就应隔时、多点采集瞬时样， 分别进行分析，摸清水质的变化规律。 （2）混合水样 混合水样是指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样，有时称“时间混 合水样”，以与其他混合水样相区别。 这种水样在观察平均浓度时非常有用，但不适用于被测组分在保存过程中发生明显变化 的水祥。 （3）综合水样 综合水样是把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品。 这种水样在某些情况下更具有实际意义。例如，当为几条废水河、渠建立综合处理厂时， 以综合水样取得的水质参数作为设计的依据更为合理。 2.3.2 废水样品的采集 采样方法： （1）浅水采样 可用容器直接采集，或用聚乙烯塑料长把勺采集。 （2）深层水采样 可使用专制的深层采水器采集，也可将聚乙烯筒固定在重架上，沉入要求深度采集。 （3）自动采样 采用自动采样器或连续自动定时采样器采集。 废水样类型： （1）瞬时废水样 对于生产工艺连续、稳定的工厂，所排放废水中的污染组分及浓度变化不大，瞬时水样 具有较好的代表性。 （2）平均废水样 当废水的排放量和污染组分的浓度随时间起伏较大时，需要根据实际情况采集平均混合 水样或平均比例混合水样。 2.3.3 地下水样的采集
地下水的水质比较稳定,一般采集瞬时水样。 (1)从监测井中采集水样常利用抽水机设备 (2)对于自喷泉水,可在涌水口处直接采样。 (3)对于自来水,放水数分钟后再采样 234底质样品的采集 底质在水环境体系中的意义 1、记录污染历史,反映难降解物的积累情况,污染的潜在危险 2、底质对水质、水生生物有明显影响,是天然水污染的重要标志 3、底质监测是水质监测重要组成部分 底质监测断面的设置原则 与水质监测断面相比: 设置原则—相同 设置位置——重合 原因——便于比较 底质样品的采样频率和采样量 (一)采样频率 远较水样低 每年枯水期1次,必要时可在丰水期增采1次 原因:底质比较稳定,受水文、气象条件影响较小 (二)采集量 底质样品采集量视监测项目、目的而定,一般为重一2kg,如样品不易采集或测定项目较少 时,可予酌减。 235流量的测定 a测量参数:水位(m)、流速(m/s)、流量(m3/s)等水文参数 b意义:计算水体污染负荷是否超过环境容量、控制污染源排放量、估价污染控制效果等工作 中,都必须知道相应水体的流量 c.测量方法原则: 对于较大的河流,水文部门一般设有水文监测断面,应尽量利用其所测参数 小河流、明渠和废水、污水流量的测量方法。 d测量方法: (1)流速仪法——对于水深、流速大的河、渠,可用流速仪测定水流速度 (2)浮标法——浮标法是一种粗略测量流速的简易方法 (3)堰板法——这种方法适用于不规则的污水沟、污水渠中水流量的测量。 (4)其他方法——用容积法测定污水流量也是一种简便方法。 23.水样的运输和保存 236.1水样的运输管理 记录——贴好标签——运送——实验室。 在运输过程中,应注意以下几点: (1)清点样品,防止搞错 (2)塞紧采样容器口 (3)样瓶装箱 (4)冷藏、隔热、致冷剂 (5)防冻裂样品瓶 23.62水样的保存
8 地下水的水质比较稳定，一般采集瞬时水样。 （1）从监测井中采集水样常利用抽水机设备。 （2）对于自喷泉水，可在涌水口处直接采样。 （3）对于自来水，放水数分钟后再采样。 2.3.4 底质样品的采集 底质在水环境体系中的意义 1、记录污染历史，反映难降解物的积累情况，污染的潜在危险。 2、底质对水质、水生生物有明显影响，是天然水污染的重要标志。 3、底质监测是水质监测重要组成部分。 底质监测断面的设置原则 与水质监测断面相比： 设置原则——相同 设置位置——重合 原因——便于比较 底质样品的采样频率和采样量 （一）采样频率 远较水样低 每年枯水期 1 次，必要时可在丰水期增采 1 次 原因：底质比较稳定，受水文、气象条件影响较小 （二）采集量 底质样品采集量视监测项目、目的而定，一般为重一 2kg，如样品不易采集或测定项目较少 时，可予酌减。 2.3.5 流量的测定 a.测量参数：水位(m)、流速(m／s)、流量(m3／s)等水文参数。 b.意义:计算水体污染负荷是否超过环境容量、控制污染源排放量、估价污染控制效果等工作 中，都必须知道相应水体的流量。 c. 测量方法原则： 对于较大的河流，水文部门一般设有水文监测断面，应尽量利用其所测参数。 小河流、明渠和废水、污水流量的测量方法。 d.测量方法： (1)流速仪法——对于水深、流速大的河、渠，可用流速仪测定水流速度。 (2)浮标法——浮标法是一种粗略测量流速的简易方法。 (3)堰板法——这种方法适用于不规则的污水沟、污水渠中水流量的测量。 (4)其他方法——用容积法测定污水流量也是一种简便方法。 2.3.6 水样的运输和保存 2.3.6.1 水样的运输管理 记录——贴好标签——运送——实验室。 在运输过程中，应注意以下几点： (1)清点样品，防止搞错。 (2)塞紧采样容器口 (3)样瓶装箱 (4)冷藏、隔热、致冷剂 (5) 防冻裂样品瓶 2.3.6.2 水样的保存
保存水样的方法有以下几种 (1)冷藏 采样后将水样立即投入冰箱或冰水浴中并置于暗处,冷藏温度一般2-5度,该法不能 长期保存水样 (2)冷冻 冷冻温度为一20℃,冷冻时不能将水样充满整个容器 (3)加入保存剂 ①加入生物抑制剂 ②调节p值 ③加入氧化剂或还原剂 236.3水样的过滤或离心分离 24水样的预处理 241水样的消解 (1)水样消解的作用 ①破坏有机物 ②溶解悬浮物 ③将待测元素转化为单一高价态 (2)水样消解的要求 ①透明、澄清、无沉淀 ②不引入待测组分和干扰组分 ③不损失待测组分 (1)湿式消解法 利用各种酸或碱进行消解 ①硝酸消解法 适用水样:较清洁水样 ②硝酸一高氯酸消解法 适用水样:含难氧化有机物的水样 注:高氯酸能与羟基化合物反应生成不稳定的高氯酸酯,有发生爆炸的危险,故先加入硝 酸,氧化水中的羟基化合物,稍冷后再加高氯酸处理。 ③硝酸一硫酸消解法 不适用水样:易生成难溶硫酸盐组分(如铅、钡、锶)的水样。 注:硫酸沸点髙,可提高消解温度和消解效果。 ④硫酸一磷酸消解法 适用水样:含Fe3+等离子的水样 注:硫酸氧化性较强,磷酸能与Fe3-等金属离子络合,二者结合消解水样,有利于测定时 消除Fe3+等离子的干扰。 ⑤硫酸一高锰酸钾消解法 适用:消解测定汞的水样 过量的高锰酸钾用盐酸羟胺溶液除去。 ⑥多元消解法 指三元以上酸或氧化剂组成的消解体系 如处理测定总铬的水样时,用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解 ⑦碱分解法
9 保存水样的方法有以下几种： （1）冷藏 采样后将水样立即投入冰箱或冰水浴中并置于暗处，冷藏温度一般 2－5 度，该法不能 长期保存水样。 （2）冷冻 冷冻温度为－20℃，冷冻时不能将水样充满整个容器。 （3）加入保存剂 ①加入生物抑制剂 ②调节 pH 值 ③加入氧化剂或还原剂 2.3.6.3 水样的过滤或离心分离 2.4 水样的预处理 2.4.1 水样的消解 （1）水样消解的作用 ①破坏有机物 ②溶解悬浮物 ③将待测元素转化为单一高价态 （2）水样消解的要求 ①透明、澄清、无沉淀 ②不引入待测组分和干扰组分 ③不损失待测组分 （1）湿式消解法 利用各种酸或碱进行消解 ①硝酸消解法 适用水样：较清洁水样 ②硝酸－高氯酸消解法 适用水样：含难氧化有机物的水样 注：高氯酸能与羟基化合物反应生成不稳定的高氯酸酯，有发生爆炸的 危险，故先加入硝 酸，氧化水中的羟基化合物，稍冷后再加高氯酸处理。 ③硝酸－硫酸消解法 不适用水样：易生成难溶硫酸盐组分（如铅、钡、锶）的水样。 注：硫酸沸点高，可提高消解温度和消解效果。 ④硫酸－磷酸消解法 适用水样：含 Fe3+等离子的水样 注：硫酸氧化性较强，磷酸能与 Fe3+等金属离子络合，二者结合消解水样，有利于测定时 消除 Fe3+等离子的干扰。 ⑤硫酸－高锰酸钾消解法 适用：消解测定汞的水样 注：过量的高锰酸钾用盐酸羟胺溶液除去。 ⑥多元消解法 指三元以上酸或氧化剂组成的消解体系。 如处理测定总铬的水样时，用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解。 ⑦碱分解法
适用:当酸体系消解水样易造成挥发组分损失时,可改用碱分解法 即:NaOH+H2O2或NH3H2OH+H2O2 (2)干灰化法(干式分解法、高温分解法) 过程:水浴蒸干→马福炉内450-550℃灼烧至残渣呈灰白色→冷却后用2%HNO3(或HCL) 溶解样品灰分→过滤→滤液定容后供测定 不适用:处理测定易挥发组分(如砷、汞、镉、硒、锡等)的水样, 242富集与分高 当水样中的欲测组分含量低于分析方法的检测限时,必须进行富集或浓缩:当有共存干 扰组分时,就必须采取分离或掩蔽措施。 富集与分离往往不可分割,同时进行。常用的方法有过滤、挥发、蒸馏、溶剂萃取、 离子交换、吸附、共沉淀、层析、低温浓缩 (1)挥发和蒸发浓缩 挥发分离法是利用某些污染组分挥发度大,或者将欲测组分转变成易挥发物质,然后用 惰性气体带出而达到分离的目的。 蒸发浓缩:是指在电热板上或水浴中加热水样,使水分缓慢蒸发,达到缩小水样体积, 浓缩欲测组分的目的。此法简单易行,无需化学处理,但速度慢,易吸附损失 (2)蒸馏法 25物理性质的检验 251水温 水的物理化学性质与水温有密切关系。水中溶解性气体(如氧、二氧化碳等)的溶解度 水生生物和微生物活动、化学和生物化学反应速度及盐度、pH值等都受水温变化的影响。 水温测量应在现场进行。常用的测量仪器有水温计、深水温度计、颠倒温度计和热敏电 阻温度计 (1)温度计法:测量范围:-6-41℃。用于表层水温度的测量 (2)颠倒温度计法:用于测量深层水温度,一般装在颠倒采水器上使用。 252颜色 颜色、浊度、悬浮物等都是反映水体外观的指标 纯水为无色透明,天然水中存在腐殖质、泥土、浮游生物和无机矿物质,使其呈现一定 的颜色。工业废水含有染料、生物色素、有色悬浮物等,是环境水体着色的主要来源 水的颜色可分为真色和表色两种,真色是指去除悬浮物后水的颜色;表色是没有去除悬 浮物的水所具有的颜色。 水的色度( colority)一般是针对真色而言。 测定水的色度的方法有两种,一种是铂钴比色法,一种是稀释倍数法,两种方法应独立 使用,一般没有可比性。 2521铂、钴比色法 本方法是用氯铂酸钾与氯化钴(或重铬酸钾与硫酸钴)配成标准色列,再与水样进行目 视比色确定水样的色度 该方法适用于较清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水的测定。如果水样中有泥土或其他 分散很细的悬浮物,用澄清、离心等方法处理仍不透明时,则测定的是“表色”。 2522稀释倍数法 该方法适用于受工业废水污染的地面水和工业废水颜色的测定。测定时,先用文字描 述水样颜色的种类和深浅程度,如深蓝色、棕黄色、暗黑色等。然后取一定量水样,用蒸馏 水稀释到刚好看不到颜色,用稀释倍数表示该水样的色度
10 适用：当酸体系消解水样易造成挥发组分损失时，可改用碱分解法。 即： NaOH+H2O2 或 NH3·H2O+H2O2 （2）干灰化法（干式分解法、高温分解法） 过程：水浴蒸干→马福炉内 450-550℃灼烧至残渣呈灰白色→冷却后用 2%HNO3（或 HCL） 溶解样品灰分→过滤→滤液定容后供测定。 不适用：处理测定易挥发组分（如砷、汞、镉、硒、锡等）的水样。 2.4.2 富集与分离 当水样中的欲测组分含量低于分析方法的检测限时，必须进行富集或浓缩；当有共存干 扰组分时，就必须采取分离或掩蔽措施。 富集与分离往往不可分割，同时进行。常用的方法有过滤、挥发、蒸 馏、溶剂萃取、 离子交换、吸附、共沉淀、层析、低温浓缩等。 （1）挥发和蒸发浓缩 挥发分离法是利用某些污染组分挥发度大，或者将欲测组分转变成易挥发物质，然后用 惰性气体带出而达到分离的目的。 蒸发浓缩:是指在电热板上或水浴中加热水样， 使水分缓慢蒸发，达到缩小水样体积， 浓缩欲测组分的目的。此法简单易行，无需化学处理，但速度慢，易吸附损失。 (2) 蒸馏法 2.5 物理性质的检验 2.5.1 水温 水的物理化学性质与水温有密切关系。水中溶解性气体（如氧、二氧化碳等）的溶解度、 水生生物和微生物活动、化学和生物化学反应速度及盐度、pH 值等都受水温变化的影响。 水温测量应在现场进行。常用的测量仪器有水温计、深水温度计、颠倒温度计和热敏电 阻温度计。 （1）温度计法：测量范围：-6-41℃。用于表层水温度的测量。 （2）颠倒温度计法：用于测量深层水温度，一般装在颠倒采水器上使用。 2.5.2 颜色 颜色、浊度、悬浮物等都是反映水体外观的指标。 纯水为无色透明，天然水中存在腐殖质、泥土、浮游生物和无机矿物质，使其呈现一定 的颜色。工业废水含有染料、生物色素、有色悬浮物等，是环境水体着色的主要来源。 水的颜色可分为真色和表色两种，真色是指去除悬浮物后水的颜色；表色是没有去除悬 浮物的水所具有的颜色。 水的色度(colority)一般是针对真色而言。 测定水的色度的方法有两种，一种是铂钴比色法，一种是稀释倍数法，两种方法应独立 使用，一般没有可比性。 2.5.2.1 铂、钴比色法 本方法是用氯铂酸钾与氯化钴(或重铬酸钾与硫酸钴）配成标准色列，再与水样进行目 视比色确定水样的色度。 该方法适用于较清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水的测定。如果水样中有泥土或其他 分散很细的悬浮物，用澄清、离心等方法处理 仍不透明时 ，则测定的是“表色”。 2.5.2.2 稀释倍数法 该方法适用于受工业废水污染的地面水和工业废水颜色的测定。 测定时，先用文字描 述水样颜色的种类和深浅程度，如深蓝色、棕黄色、暗黑色等。然后取一定量水样，用蒸馏 水稀释到刚好看不到颜色，用 稀释倍数表示该水样的色度